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河道汛期行洪冲污研究

水利学报 2005年第10期36卷 1199-1203页

作者：高学平张晨郭磊韩延成天津大学建筑工程学院天津300072

海河水质呈恶化趋势,尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源,利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程,采用有限差分法,建立海河河道水质模型,模拟海河... 详细信息

海河水质呈恶化趋势,尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源,利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程,采用有限差分法,建立海河河道水质模型,模拟海河汛期行洪后,污染物的输移扩散及降解转化过程,研究泄流量与冲污的关系。通过计算海河河道汛期行洪时氨氮、高锰酸盐指数浓度随时间变化情况表明,在不同泄流量下,污染物输移扩散及降解转化速率不同,流量大时,能更快的把污染物送入海河口。

关键词：河道行洪冲污水质模型污染物输移扩散及降解

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人工神经网络在土坝渗流观测分析中的应用

中国农村水利水电 2001年第z1期 77-78页

作者：韩延成吴继宏山东省引黄济青工程管理局济南市 250013 山东省黄河河务局

推导了前馈神经网络的计算方法，构造用来分析渗流观测资料的一个包含Logsigmoid和线性神经元的三层前馈神经网络，说明用神经网络分析的步骤；用山东省引黄济青棘洪滩水库土坝观测的实际资料进行了神经网络的训练，并用神经网络进行了... 详细信息

推导了前馈神经网络的计算方法，构造用来分析渗流观测资料的一个包含Logsigmoid和线性神经元的三层前馈神经网络，说明用神经网络分析的步骤；用山东省引黄济青棘洪滩水库土坝观测的实际资料进行了神经网络的训练，并用神经网络进行了模拟和预测，计算和分析结果表明，用神经网络进行大坝观测分析，是可行的，分析方法简单而且预测精度高。

关键词：神经网络土坝渗流预测模拟

冰盖下梯形及抛物线形输水明渠正常水深显式迭代算法

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农业工程学报 2018年第14期34卷 101-106页

作者：韩延成初萍萍梁梦媛唐伟高学平济南大学资源与环境学院济南250022 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

随着冬季用水量的增加,越来越多的输水工程在冬季冰盖下输水,冰盖下输水已经成为一种常态化输水方式,但目前对明渠正常水深的显式计算方法的研究主要针对不结冰渠道的,缺少对冰盖下输水时正常水深的显式计算方面的研究。该文推导了梯形... 详细信息

随着冬季用水量的增加,越来越多的输水工程在冬季冰盖下输水,冰盖下输水已经成为一种常态化输水方式,但目前对明渠正常水深的显式计算方法的研究主要针对不结冰渠道的,缺少对冰盖下输水时正常水深的显式计算方面的研究。该文推导了梯形断面冰盖下输水时正常水深和流量关系,提出了正常水深的简易显式迭代算法,并经过证明,此迭代算法是收敛的。用同样的方法,推导了抛物线形断面冰盖下输水时正常水深和流量关系,提出了计算正常水深的简易显式迭代算法。算例表明,该文提出的冰盖下梯形断面和抛物线形断面的显式迭代算法具有形式简单、计算量小、精度高,收敛性好的特点,一般需要3~5次迭代就可使误差小于0.01 m,当增大迭代次数时,误差进一步减小。研究为冰盖下输水渠道正常水深计算提供了便捷的计算方法,对冰期输水渠道的设计及运行管理具有理论和实践意义。

关键词：渠道水力学设计明渠冰盖下输水正常水深显式迭代算法

二分之五次方抛物线形明渠设计及提高水力特性效果

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农业工程学报 2017年第4期33卷 131-136页

作者：韩延成徐征和高学平 Said M.Easa 济南大学资源与环境学院济南250022 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 Dept. of Civil Engineering Ryerson Univ.

为提高抛物线形断面的水力特性,增加输水能力,该文提出了一种二分之五次(以下简称2.5次)方抛物线形渠道断面,推导其水力断面特性。将湿周用高斯超几何函数表示后,将水力最优断面的最优化模型转换为关于宽深比的一元方程,得到2.5次方抛... 详细信息

为提高抛物线形断面的水力特性,增加输水能力,该文提出了一种二分之五次(以下简称2.5次)方抛物线形渠道断面,推导其水力断面特性。将湿周用高斯超几何函数表示后,将水力最优断面的最优化模型转换为关于宽深比的一元方程,得到2.5次方抛物线形渠道水力最优断面的解析解,其最优宽深比为2.088 3。比较结果表明,2.5次方抛物线形断面较常规抛物线形断面具有更好的水力学特性。与平方、半立方抛物线形断面比较,在相同水深条件下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流能力更大。相反,在相同流量下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流面积、湿周、水深更小。2.5次方抛物线形水力最优断面的建造成本与其他2种断面相比是最小的。进一步地,为便于工程应用,基于高斯勒让德算法,提出2.5次方抛物线形断面的三点和四点格式近似湿周算法。结果表明,四点格式近似算法具有较高精度。研究可为明渠设计提供理论依据。

关键词：渠道水力学设计明渠二分之五次方抛物线形断面水力最优断面湿周

基于RBF人工神经网络的下游常水位自适应渠道输水控制研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2007年第8期35卷 202-206页

作者：韩延成高学平中国海洋大学工程学院山东青岛266100 天津大学工程学院天津300072

针对传统渠道输水PID控制方法响应速度慢、超调量大、参数不能在线自调整的不足,根据RBF神经网络和渠道输水特点,提出了将传统渠道下游常水位输水PID控制和RBF人工神经网络结合的输水控制方法,使输水控制具有自学习、自适应、容错性和... 详细信息

针对传统渠道输水PID控制方法响应速度慢、超调量大、参数不能在线自调整的不足,根据RBF神经网络和渠道输水特点,提出了将传统渠道下游常水位输水PID控制和RBF人工神经网络结合的输水控制方法,使输水控制具有自学习、自适应、容错性和鲁棒性。推导了RBF网络整定PID输水控制调节器的算法。仿真结果表明,基于RBF网络的PID输水控制方法,能够通过不断学习自动调整控制参数,使输水控制过程超调量小、响应速度快,具有不需要特意选择或计算控制参数的特点。因此,基于RBF神经网络的参数非线性PID控制更适合进行渠道输水这样高度非线性系统的实时控制过程。

关键词： RBF 神经网络下游常水位渠道输水自动控制

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长距离调水工程最优控制数学模型

水利水电技术 2005年第10期36卷 62-66页

作者：韩延成高学平天津大学建筑工程学院天津300072

为了降低输水成本,利用电网峰荷期和基荷期不同的电价及最优化原理,提出了一种针对长距离复杂调水工程的最优输水控制方法。建立了在一个运行周期内,使整个渠道输水费用最低为目标函数的最优输水控制控制模型。算例结果表明,较传统的渠... 详细信息

为了降低输水成本,利用电网峰荷期和基荷期不同的电价及最优化原理,提出了一种针对长距离复杂调水工程的最优输水控制方法。建立了在一个运行周期内,使整个渠道输水费用最低为目标函数的最优输水控制控制模型。算例结果表明,较传统的渠道控制方法,用本优化模型控制渠道运行,可大量减少输水成本,减少泵站开停机次数,且能保持渠道内水流稳定,保证渠道安全运行,是一种较理想的远距离复杂渠道输水控制方法。

关键词：长距离输水渠道最优化控制自动化调水工程数学模型

利用澳大利亚含水层补给管理国家指南对黄水河地下水库的评估研究

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水利水电技术 2011年第12期42卷 1-5页

作者：曹彬王维平韩延成济南大学资源与环境学院山东济南250022

本文介绍了澳大利亚含水层补给管理(含水层补给管理简称MAR)国家指南,使用其评估方法和程序对我国典型MAR项目黄水河地下水库进行初级评估。依次进行的可行性评价、难度评价、最大风险评价和残余风险评价结果表明该项目风险较低,可以正... 详细信息

本文介绍了澳大利亚含水层补给管理(含水层补给管理简称MAR)国家指南,使用其评估方法和程序对我国典型MAR项目黄水河地下水库进行初级评估。依次进行的可行性评价、难度评价、最大风险评价和残余风险评价结果表明该项目风险较低,可以正常运行,与实际运行状况相吻合。本研究对类似MAR项目的评估和建设运行能够起到良好的借鉴作用。

关键词：黄水河地下水库地下水补给初级评估风险评估 MAR项目

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明渠输水运行的步进式自动控制方法及应用

中国农村水利水电 2007年第2期 48-50,52页

作者：韩延成高学平于维丽天津大学建工学院水利水电系天津300072 山东省引黄济青工程管理局济南250013

根据渠道输水的实际运行特点,提出了步进式PID渠道输水控制模型。在步进式PID渠道输水控制过程中,目标水位不是一次设定的静态水位,而是动态的,多次使输入指令一步一步的逼近所要求的最终目标水位,步进PID将使渠道输水更稳定,且响应速... 详细信息

根据渠道输水的实际运行特点,提出了步进式PID渠道输水控制模型。在步进式PID渠道输水控制过程中,目标水位不是一次设定的静态水位,而是动态的,多次使输入指令一步一步的逼近所要求的最终目标水位,步进PID将使渠道输水更稳定,且响应速度可控制,有简单实用、可控性强的特点。仿真结果表明,较常规PID,步进式PID控制渠道输水,水位波动小,超调量小,较适合明渠输水控制的实际运行情况。

关键词：步进式 PID 渠道输水控制

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平底悬链线形明渠水力最优断面求解

农业工程学报 2019年第6期35卷 90-99页

作者：韩延成梁梦媛 Said M Easa 唐伟初萍萍高学平济南大学水利与环境学院济南250022 Department of Civil Engineering Ryerson University 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

断面设计是渠道设计的重要内容之一,适宜的渠道断面不仅能够增加过流能力,提高输水效率,减小输水损失,还能降低建造成本。该文提出了一种具有平底和悬链线形侧边的明渠断面。这种断面将平底和悬链线侧边平滑连接,既具有平底断面建造容... 详细信息

断面设计是渠道设计的重要内容之一,适宜的渠道断面不仅能够增加过流能力,提高输水效率,减小输水损失,还能降低建造成本。该文提出了一种具有平底和悬链线形侧边的明渠断面。这种断面将平底和悬链线侧边平滑连接,既具有平底断面建造容易、灵活,管护方便,底部容易压实,侧边和平底可以用不同材料建造(以降低成本)等优点,也具有悬链线形断面过流能力大、无应力集中拐角、不宜渗漏、防冻胀能力强,耐久性好等优点,可广泛应用于大、中、小型渠道及寒区,具有良好的实用价值。推导了过流面积、湿周、水面宽度等水力断面特性计算公式。提出了一个更简单的正常水深的迭代算法。基于拉格朗日乘子法,推导出了平底悬链线形明渠的水力最优断面,结果表明其水力最优断面的底宽与水深比、水面宽与水深比、底宽与形状系数比、水面宽度与形状系数比、形状系数与水深比均为常数:宽深比等于0.405,形状系数与水深比等于0.474,水面宽与水深的比值为2.112,底宽与形状系数的比值为0.855。与现有平底断面(梯形、平底抛物线形、平底半立方抛物线形)进行了比较,结果表明,在过流面积或湿周一定的情况下,平底悬链线形断面的过流能力最大,相反,在流量一定的情况下,平底悬链线形断面的过流面积、湿周、水面宽度是最小的。与传统的悬链线形渠道进行了比较,增加平底后,在同等条件下,平底悬链线形渠道水力最优断面的过流能力不仅没有降低,反而增加了,意味着其经济性也优于传统的悬链线断面。研究为平底悬链线形渠道设计提供理论支撑。

关键词：形状水力学渠道平底悬链线形水力最优断面